论述了天然气水合物的形成的地质模式,包括:静态系统的冷却作用低温模式、挤压作用“海侵”模式和成岩作用模式;动态系统的渗流模式、分子扩散模式、水下泥火山作用模式、沉降模式和岩块位移模式。
采集了世界各地的水下天然气水合物样品并分析了其中烃类气体成分和甲烷碳同位素组成后认为,进入水晶格结构中的甲烷分子主要是微生物还原沉积有机质的CO_2而产生的。典型的测试结果为:甲烷含量占烃类气体总量的99％以上;甲烷碳同位素组成(δ~(13)C PDB)范围在-57‰～-73‰。仅在墨西哥湾和里海两处发现了主要由热成因甲烷形成的天然气水合物,烃类气体中甲烷含量为21％～97％,甲烷碳同位素值为-29‰～-57‰。少数地区天然气水合物中的甲烷为混合成因,以微生物成因的甲烷为主。在阿拉斯加和俄罗斯的陆上气体水合物中,甲烷含量亦大于烃类气体总量的99％,碳同位素组成则为-41‰～-49‰,这种甲烷也属混合成因,但似乎以热成因的甲烷为主。
论述了俄罗斯陆上北部含油气省的含气水合物性,介绍了预测气水合物资源量的方法,指出了勘查气水合物的首要目标区。
介绍了墨西哥湾大陆斜坡的地质和地球化学背景和在海底之下540m处采集到的H型气水合物样品以及对样品在实验室的分析测试结果。
探讨了黑海盆地北部沉积层的温度状态特点,评价了该区气水合物形成和稳定存在的温压条件。
在加拿大马更些三角洲西北部永冻层发现了可见水合物和孔隙水合物样品。介绍了该永冻层的岩性、温度和钻孔取样的方法,分析了所获气体的化学性质和成因,论述了当地水合物的自保性。强调了研究永冻层气水合物的重要意义。
论述了俄罗斯西西北利亚北部俄罗斯气田、西麦索雅哈气田和东麦索雅哈气田土化阶嘎斯萨林分层气水合和的赋存条件及储量,认为天然气水合物应当成为天然气勘查的补充目标。
在包括西伯利亚、马更些三角洲、阿拉斯加北部斜坡在内的北极地区都已查明有大量的正在形成中的气水合物。在阿拉斯加北部斜坡,甲烷水合物稳定带延伸到了沿海的平原地区,而且在普拉德霍湾地区厚度超过1000m,该斜坡的大部分气水合物是在六个连续的第三系的砂岩和砾岩中发现的。在北部斜坡,包含在气水合物中的天然气体积估计大约在1.0×10~(12)～1.2×10~(12)m~3之间;地球化学分析表明已经发现的水合物中的气体可能是深部热成因气和浅源微生物成因气的混合物。
为研究控制气水合物形成的物理参数,建立了网格数据集,这些网上每个结点都来自气水合物相和压力―温度方程的联解,结果显示出潜在甲烷水合物似海底地震反射层(BSR)的海底深度。欧洲大陆边缘反射层呈块状水合物稳定带的等色网线,表明如果水合物广泛存在,BSR可显示其远景深度,这个深度通常沿大陆边缘比较大,并随着陆缘年龄变老而增大。在薄的陆壳和高原可以遇到BSR变浅的现象。控制气水合物形成的地质因素决定着气水合物可能存在的地区,因此,远离欧洲大陆边缘特别在地中海明显缺乏鉴别气水合物的BSR。
在智利三岔点附近大洋钻探计划的859号钻孔中,首次对气体水合物层底部的似海底反射层(BSR)的源进行了测井,以揭示产生波阻抗反差的性质。从P波速度估算,在紧接BSP的上部孔隙中水合物不足18％,因此其密集程度不足以引起反射层。BSR是在8m厚的区间内由V_p的急剧下降和可能的密度下降引起。对860号钻孔BSR波型的地震模拟和BSR振幅与偏移距的对比表明,BSR产生于具有低的V_p和剪切波速度的12m区段内,低的波速与该区间内含少量游离气(占孔隙约1％)的情况相一致。
甲烷水合物是水和甲烷气体形成的非化学计量的固态化合物,广布于世界范围的海底沉积物中,估计总储量超过10~(16)kg。每一体积水合物可产生164倍体积的甲烷气,近海的甲烷水合物被认为是一种非常重要的天然能源。
介绍了对大西洋西部布莱克海岭沉积层天然气水合物和游离气中甲烷的实地直接测定结果。
在阿拉斯加北部斜坡以水合物形式赋存有大量的天然气,开采却很难。以往的研究主要集中于对气水合物储集层的蒸气和/或热盐水刺激法。但是,由于永冻层和储集层高压力的存在,使得常规的热开采技术变得不适用。该文研究采取电磁加热法分解固态气水合物的可能性,并进行了一系列的数学模拟实验以证实这种开采技术的可行性。
介绍了大洋钻探计划(ODP)的气水合物目标和具体的钻探计划。
指出:环日本岛近海地区可能存在大量甲烷水合物,日本对甲烷水合物这种非常规天然气资源报有许多期望,开发气水合物将大大缓解日本目前主要依赖进口石油和天然气的矛盾。介绍了日本研究开发甲烷气水合物的长远计划及其当前目标、内容和实施步骤方法,还介绍了日本研究甲烷水合物的组织机构和体制。
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